I2S协议要点总结

只看该作者 · 2023-9-25 19:14

1、名称：I2S，Inter-IC Sound，集成电路内置音频总线。
2、发明公司：飞利浦
3、用途：用于数字音频设备之间的数据传输。
4、信号线
SCK：称为串行时钟SCK或者位时钟BCLK;1个脉冲对应1位数据；
SCK频率=声道数×采样频率×采样位数。

WS：称为字段选择信号WS或者左右声道切换时钟LRCK/LRCLK；
WS频率 = 采样频率；
WS=0 —— I2S Philips标准代表左声道数据，左右对齐I2S代表右声道数据；
WS=1 —— I2S Philips标准代表右声道数据，左右对齐I2S代表左声道数据；
SD：称为串行数据SD；以二进制补码形式传输音频数据(PCM)；
先传高位，再传低位；SD可以有多个，一般见得比较多的为2个，一个输入，一个输出，SDO，SDI，也可以同时为输入，或者同时位输出，不同设备有不同的做法，不一而论。
MCLK：称为主时钟MCLK；
MCLK频率=（128、256、512）* 采样频率；
MCLK根据不同设备的要求，有的需要接上，有的可以不接，有的不接要求SCLK和LRCK需要满足一定的倍数关系，需根据芯片数据手册来决定连接关系。
5、全双工与半双工
全双工：音频数据在设备之间通过两条数据线同时进行发送和接收；
半双工：音频数据在设备之间通过一条数据线，同一时刻，仅能接收或仅能发送。
6、主从设备
能够产生SCLK和LRCK的设备就是主设备或者称为主机，主机主动触发数据的传输；从设备或者从机不产生时钟，只能被动响应主机的触发。
如下图是主从机的简单连接图，由此可以衍生出其他的连接方式，比如两个SD线，加多一个MCLK，具体参考不同的主控芯片和I2S芯片。

7、采样频率
采样频率一般有8000Hz，16000 Hz，32000 Hz ，44100 Hz ，48000 Hz，主从设备的采样频率设置应该一致。
8、数据位数
数据位数也就是采样位数，一般有16位，24位，32位数据格式，位数越多，音质越好，失真越小。

只看该作者 · 2023-9-25 19:17

9、I2S Philips标准格式：常用；最高有效位(MSB)优先传输;
LRCK=0 传输左声道；
LRCK=1 传输右声道；
LRCK变化之后的第一个时钟脉冲不传输数据，第二个时钟脉冲开始传输数据；
接收端和发送端有效位数可以不同；
接收端有效位数>发送端有效位数，接收端补足剩余低位数据；
接收端有效位数<发送端有效位数，接收端抛弃多余低位数据；
如下图：

10、左对齐(Left Justified)格式：少用；最高有效位(MSB)优先传输;
LRCK=1 传输左声道；
LRCK=0 传输右声道；
LRCK变化之后的第一个时钟脉冲就开始进行数据传输；
接收端和发送端有效位数可以不同；参见标准格式做法。 (未验证过，根据实际情况调试为准)
如下图：